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[국내논문] 괴화(槐花) 에탄올 추출물이 RBL-2H3 비만세포에서 Ca++ Ionophore에 의한 알레르기 반응 조절에 미치는 효과
Anti-allergic Effect of Ethanolic Extract of Flos Sophora japonica L. on Ca++ Ionophore Stimulated Murine RBL-2H3 Cells 원문보기

한국식품영양과학회지 = Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition, v.43 no.3, 2014년, pp.349 - 354  

손효 (건국대학교 생명공학과) ,  강군 (건국대학교 생명공학과) ,  심도완 (건국대학교 생명공학과) ,  김태권 (약초생활건강) ,  강태봉 (건국대학교 생명공학과) ,  이광호 (건국대학교 생명공학과)

초록
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세포내 $Ca^{{+}{+}}$의 증가는 비만세포에서 수용체 활성을 거치지 않고 탈과립을 유도한다. 괴화는 천연 염색 재료로 사용되고 있으며, 또한 항염증 작용과 $Fc{\varepsilon}RI$와 IgE 가교에 의한 항알레르기 효능도 보고되었다. 이번 연구에서 비만세포에서 $Ca^{{+}{+}}$ 유입에 의해 생산되는 알레르기 매개물에 대한 괴화 추출물의 조절 기능을 보고한다. 괴화 추출물은 A23187에 의해 유도되는 IL-4와 TNF-${\alpha}$의 생산과 탈과립을 저해하였다. 또한 괴화 추출물은 DNFB로 유도한 알레르기 피부염동물 모델에서 알레르기 반응을 억제하였다. 괴화추출물 50 mg/kg을 경구투여 또는 도말을 한 경우, DNFB를 단독으로 처리한 군보다 IL-4, TNF 그리고 IFN-${\gamma}$와 같은 염증성 사이토카인의 생산량이 감소하였다. 또한 괴화 추출물을 처리한 경우 혈청 내 IgE의 함량이 DNFB를 단독으로 처리한 군보다 감소하였다. 괴화 추출물을 처리한 군에서의 비장과 림프절의 무게도 DNFB를 단독으로 처리한 군보다 감소하였다. 이러한 결과를 토대로 괴화는 비만세포에서 $Fc{\varepsilon}RI$ 자극뿐만 아니라 $Ca^{{+}{+}}$의 유입에 의한 항알레르기 효능이 있다는 것을 보고한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Elevation of intracellular calcium ($Ca^{{+}{+}}$) triggers degranulation of mast cells by bypassing receptor activation. Flos Sophora japonica L. has been used as a natural dying source and has been reported to have biological activities such as anti-inflammatory and anti-allergic effect...

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

  • 귀 두께는 DNFB로 자극한 24시간 뒤에 digital caliper(Control Company, Friendsweed, TX, USA)를 이용하여 측정하였다. 4주 후에 mouse를 희생시켜 림프 노드와 비장(spleen)의 무게를 측정하고 귀 조직을 갈아서 원심분리 한 다음 상층액을 이용하여 사이토카인의 생산량을 측정하였으며, 혈청 속의 IgE 농도는 심장 채혈하여 원심분리 한 다음 측정하였다(16).
  • Acetone-olive oil(3:1) 용액 내 25 μL의 0.15% DNFB를 4주 동안 1주에 한 번씩 mouse의 귀에 발라 주었고 S.F는 3일에 한 번씩 mouse의 귀에 발라 주었다.
  • Mouse는 6주령 암컷 BALB/c mouse를 이용하였다. Acetone-olive oil(3:1)을 처리한 군(normal)과 DNFB를 처리한 군, DNFB를 처리하고 S.F(50 mg/kg)를 구강 투여한 군, DNFB를 처리하고 S.F(50 mg/kg)를 귀에 바른(painting) 군 및 DNFB를 처리하고 항염제인 dexamethasone(2.5 mg/kg)을 복강 주사한 군 등 5개 군으로 나누어 실시하였으며, 한 군당 mouse를 5마리씩 실험에 사용하였다. Acetone-olive oil(3:1) 용액 내 25 μL의 0.
  • BALB/c mice (n=5) were sensitized with 25 μL of 0.15% DNFB in acetone-olive oil (3:1) or vehicle alone, and applied to the ear lobes once every week for total of 4 weeks.
  • S.F를 농도별로 처리한 후 24시간 동안 반응시킨 다음 배양액을 제거한 뒤 0.5 mg/mL의 MTT를 각 well에 넣고 37°C 배양기에서 2시간 배양한 후 상등액를 제거하고, DMSO를 100 μL씩 분주하여 충분히 섞은 후 micro plate reader(Molecular Devices Corp., Sunnyvale, CA, USA)를 사용하여 550 nm에서 흡광도를 측정하여 평균값과 표준편차를 구하였다.
  • 건조된 괴화를 분쇄한 후 중량 10배의 70% 에탄올로 48시간 동안 3회에 걸쳐 추출하였다. 추출물을 지름 110 mm 종이 여과지(Whatman, Maidstone, UK)를 이용하여 감압 여과 하였다.
  • F는 3일에 한 번씩 mouse의 귀에 발라 주었다. 귀 두께는 DNFB로 자극한 24시간 뒤에 digital caliper(Control Company, Friendsweed, TX, USA)를 이용하여 측정하였다. 4주 후에 mouse를 희생시켜 림프 노드와 비장(spleen)의 무게를 측정하고 귀 조직을 갈아서 원심분리 한 다음 상층액을 이용하여 사이토카인의 생산량을 측정하였으며, 혈청 속의 IgE 농도는 심장 채혈하여 원심분리 한 다음 측정하였다(16).
  • 본 연구에서는 비만세포에 Ca++ ionophore인 A23187의 자극을 통하여 Ca++ 유입에 의해 활성화된 비만세포에서 괴화 에탄올 추출물(S.F)에 의한 비만세포 활성 억제를 확인하고 in vivo 알레르기 모델에서 괴화의 70% 에탄올 추출물의 알레르기 저해 효과를 확인하였다.
  • 추출물을 지름 110 mm 종이 여과지(Whatman, Maidstone, UK)를 이용하여 감압 여과 하였다. 여과액을 감압농축기(Eyela, Tokyo, Japan)를 사용하여 농축한 다음, 동결건조기(Matsushita, Tokyo, Japan)로 동결건조 하여 분말을 얻어 DMSO에 녹여 실험에 사용하였다.
  • 즉시형 알레르기 반응의 지표인 탈과립에 대한 억제 효과를 분석하기 위하여 β-hexosaminidase의 분비를 측정하였다.
  • 건조된 괴화를 분쇄한 후 중량 10배의 70% 에탄올로 48시간 동안 3회에 걸쳐 추출하였다. 추출물을 지름 110 mm 종이 여과지(Whatman, Maidstone, UK)를 이용하여 감압 여과 하였다. 여과액을 감압농축기(Eyela, Tokyo, Japan)를 사용하여 농축한 다음, 동결건조기(Matsushita, Tokyo, Japan)로 동결건조 하여 분말을 얻어 DMSO에 녹여 실험에 사용하였다.

대상 데이터

  • Mouse는 6주령 암컷 BALB/c mouse를 이용하였다. Acetone-olive oil(3:1)을 처리한 군(normal)과 DNFB를 처리한 군, DNFB를 처리하고 S.
  • RBL-2H3(rat basophilic leukemia cell line)은 ATCC(Rockville, MD, USA)에서 분양받아 실험하였다. 세포의 배양은 15% heat-inactivated FBS와 1% penicillin 및 streptomycin을 포함한 MEM 배지에서 배양하였다.
  • 세포배양에 사용되는 minimum essential media(MEM), penicillin 및 streptomycin, 0.5% trypsin-EDTA solution, phosphate buffered saline(PBS), fetal bovine serum(FBS)은 Gibco(Grand Island, NY, USA)에서 구입하였다. MTT(3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide), dexamethasone, A23187은 모두 Sigma-Aldrich Co.
  • 실험에 사용된 mouse는 BALB/c계를 오리엔트 바이오(Gapyung, Korea)에서 구입하여 실험에 사용하였다. 사육은 표준 환경(온도 22±2°C, 습도 55±5%, 37°C)에서 자유 급식과 음수를 제공하였으며, 모든 동물 실험은 건국대학교 실험동물 윤리위원회의 기준에 의거하여 실시하였다.

데이터처리

  • 실험은 mean±standard error of mean(SEM)을 통해 나타냈다. 각 그룹간의 통계적 차이는 one-way ANOVA를 통한 Dunnett test를 통해서 나타냈다. P 값은 <0.

이론/모형

  • Ear homogenate cytokines IL-4 (A), TNF-α (B), IFN-γ (C) levels and serum IgE level (D) in the indicated groups were measured using ELISA method.
  • S.F가 RBL-2H3 세포의 생존 및 증식에 미치는 영향을 알아보기 위하여 MTT법을 사용하였다. RBL-2H3 세포를 15% FBS를 포함한 MEM에 현탁시킨 후 96 well plate(SPL, Anyang, Korea)에 1×104 cells/mL의 세포수가 되도록 분주하여 37°C, 5% CO2 배양기(Sanyo, Osaka, Japan)에서 12시간 배양하였다.
  • 실험은 mean±standard error of mean(SEM)을 통해 나타냈다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
알레르기는 무엇인가? 알레르기는 무해한 환경 인자에 대한 면역계의 비정상적인 과민반응으로, 아토피 피부염, 천식과 알레르기 비염 등 알레르기 질환은 지난 수 세기 동안 꾸준히 증가하고 있다(1). 비만세포는 피부, 호흡기계 및 소화기계를 포함한 인체의 광범위한 부위에 분포하고 다양한 외부자극에 의해 염증 유발과 면역조절을 할 수 있는 많은 매개물질을 생산할 수 있으므로 선천성 면역반응과 적응성 면역반응에서도 중요한 역할을 하는 것으로 인식되고 있으며, 또한 상처치유, 조직 복원, 항상성과 같은 많은 생리학적 또는 병리학적 과정에 광범위하게 영향을 미친다(2,3).
괴화는 비만세포에서 어떤 작용을 하는가? 괴화는 한방 약리학적으로 맛은 쓰고 성질은 서늘하고 간과 대장에 작용하여 열을 내리고 피를 차게 하며 출혈을 멎게 하고 눈의 충열에 의한 떨림, 혈압 강하작용 및 중풍을 치료한다고 알려져 있다(12,13). 또한 비만세포에서는 anti-DNP IgE와 DNP-HSA로 유도된 탈과립과 사이토카인의 생산을 억제하며 즉시형 알레르기 반응 저해 효과를 가진다고 알려져 있다(14).
즉시형 알레르기 반응은 어떤 경로가 있는가? 즉시형 알레르기 반응은 비만세포 표면의 고친화성 IgE 수용체(FcεRI)에 항원과 IgE의 결합 반응에 의해 일어나는 IgE-의존성 신호 전달 경로와 직접적으로 Ca++ ionophore 등의 자극을 받아 Ca++의 유입을 일으키며 만성 알레르기 반응을 일으키는 경로가 있다(4,5). 이들 자극에 의해 β-hexosaminidase와 히스타민 등의 과립들과 여러 가지 사이토카인들이 세포 밖으로 분비되어 염증과 알레르기 반응을 일으킨다.
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참고문헌 (27)

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  12. Kim HC. 2001. Oriental Medicine Pharmacology. Jipmundang, Seoul, Korea. p 283. 

  13. Lee JE, Lee JY, Choi JI, Kim JG, Kim SJ. 2005. Suppression of nitric oxide and interleukin-6 production by methanol extract of Sophorae Flos in macrophage cells. J Periodontal Implant Sci 35: 9-19. 

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  16. MacDonald AJ, Haig DM, Bazin H, McGuigan AC, Moqbel R, Miller HR. 1989. IgE-mediated release of rat mast cell protease II, beta-hexosaminidase and leukotriene C4 from cultured bone marrow-derived rat mast cells. Immunol 67: 414-418. 

  17. Galli SJ, Nakae S, Tsai M. 2005. Mast cells in the development of adaptive immune responses. Nat Immunol 6: 135-142. 

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  26. Laske N, Niggemann B. 2004. Does the severity of atopic dermatitis correlate with serum IgE levels? Pediatr Allergy Immunol 15: 86-88. 

  27. Ahmed I, Nasreen S. 2007. Frequency of raised serum IgE level in childhood atopic dermatitis. J Pak Med Assoc 57: 431-434. 

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